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2GB21748—2008《教学仪器设备安全要求仪
器和零部件的基本要求》中对教学仪器设备的机械性能提出了相应的附加要求阀门的安全要求阀门的选材必须以现行的国家标准为依据，从而保证材料和结构形式的可靠性。为保障阀门在长期使用过程中的旋转灵活和开关可靠，应对阀门的旋转部件做好防护。涉及对压力需严格控制的化工教学设备，相关设备上应设置安全阀、减压阀等泄压装置，且安全阀、减压阀等安全装置的安全设定值应定期进行校验，保证此类阀门调节功能的有效性。设备外观、设备布置和管线配管的安全要求在人员可能接近的金属制件、控制柜、抽屉、结构和组件上不应有锐角、凸出部位、锐角边、刺、粗糙的表面和飞边等，在设备制造的技术要求中须明确毛刺、锐角、毛边的处理措施。化工实训类教学装置一般都需要进行与化工厂类似的设备布置和管线配管设计，故而在设备布置和管线配管时，一方面要考虑设备布置和管线安装的稳固性，另一方面也要考虑人员进入操作区域的安全性，减少外伸和凸出的部件或尽量将外伸和凸出的部件布置在不会对人员造成伤害的区域。配管在考虑工艺流程走向的同时，也要考虑避免对人员行进和操作的干扰，降低人员与管线发生碰撞、刮擦的可能性。在无法避免上述可能的危险情况时，应在产品的操作说明书中要求操作人员穿戴安全帽、防滑工作鞋等安全防护用品。转动设备防护装置的安全要求机械产品上高速运转的传动机构，应使用使人体不能直接进入危险区的防护罩。对于设备上外露的齿轮、风扇、皮带、支撑架或其他往复运动的、旋转的、传动和活动的部件都应设有充分的安全防护罩。在易产生碎片或尘埃和可能有飞甩物存在的情况下，应设有防护罩（网）、吸尘装置及回跳保险，防护罩的密度应能使飞甩物不能通过。紧固件的安全要求化工实训类教学设备中法兰、阀门、设备支撑件等以螺栓连接为主，螺栓、螺母等紧固件的选择应尽可能选用标准件。按照GB21748—2008《教学仪器设备安全要求仪器和零部件的基本要求》的规定，化工实训类教学设备中紧固件的防松方式一般选用弹簧垫圈、锁紧垫圈和锁紧螺母。对于预期不会经常拆卸的地方选用锁紧螺母代替弹簧垫圈，需要经常拆卸且带螺母的地方弹簧垫圈使用较多，而对于有螺栓或螺钉且不使用螺母的地方多用弹簧垫圈和锁紧垫圈。在一般应用中，螺钉或螺栓的最少旋入量要等于螺杆上部带螺纹部分的名义直径；在高应力状态下应用时，螺钉或螺栓的最少选入量应等于螺杆上部带螺纹部分的名义直径的1.5倍。
关键词:和谐社会 公民文化 宪法爱国主义
“和谐社会”的概念提出以后，从长远来看，其政治意义远远超出迄今为止人们所讨论的范围。它不仅仅是“科学发展观”、各种社会关系之间的和谐或者社会与自然之间的和谐，也不仅仅是执政党执政模式的变化。从更深人一步说，和谐社会及相关各种目标的实现，会导向政府和人民之间社会契约关系的重建，而这种契约关系的建立和巩固都有赖于一个社会的公民概念以及体现公民特征的文化传统的传承和加强，有赖于一个公民文化所体现的共识。可以说没有公民文化，政府和人民之间的契约便无从谈起，蕴涵在契约文化中的民主、自由等现代文明的价值观就会被暴力、零和搏弈等前现代文明的价值观所取代，和谐社会的构建最终也会失去其制度保障。因此，和谐社会意味着一种基于公民文化的契约型国家治理制度。缺乏公民意识，也是中国在政治文化上与先进国家最大的差距，因此，重塑公民文化是当前构建和谐社会最紧迫的任务。
一、公民文化的身份认同观
1.公民的涵义
公民一词起源于古希腊罗马时代。在古希腊、古罗马，公民指的是在法律上可以享有政治权利的自由民，而非公民的奴隶和外国人在法律和社会两个层面都是受到歧视的对象。公民是一种身份，一种作为国家认可的构成成员的身份的符号。17世纪洛克、卢梭等人的天赋人权论使公民一词走向普遍化。
《不列颠百科全书》把公民定义为:“公民资格指个人同国家之间的关系，这种关系是，个人应对国家保持忠诚，并因而享有受国家保护的权利。公民资格意味着伴随有责任的自由身份。公民具有的某些权利、义务和责任是不赋予或部分赋予在该国居住的外国人的。完全的政治权利，包括选举权和担任公职权，是根据公民资格获得的。公民资格通常应负的责任有忠诚、纳税和服兵役。”
公民是法律上的概念，强调社会成员的权利义务平等性。公民在法律面前人人是平等的，没有奴役，没有特权，也没有歧视。
与“公民”相对应的是“国民”，与“公民”相对立的是的“子民”。“国民”表明一个人的国籍，而“公民”除了表明国籍外还有更深的内涵，说某人是某国公民，内涵此人与该国其他公民的地位相互平等，拥有相应的权利与义务。“民”就是老百姓的意思了，为什么要加一个“子”字呢?《礼记》中说:“子，谓所获民臣”。按照这个说法，“子民”就是不管内心愿意与否都必须臣服的老百姓，它所衬托的是依附型人格、身份差别，所以，在封建社会，“子民”也可以用“臣民”来代替，“率土之滨，莫非王臣”就是“子民”的真实写照。在当前中国社会的习惯性词语中，老百姓远比公民有位置，这也从一个侧面说明了公民文化的缺失。
2.公民身份与公民文化
公民身份摈弃了个人身上一切人为的差别，只要在一个政治共同体中具备了公民身份就会享有基本相同的权利和承担基本相同的责任义务，因此，一个社会公民身份的普遍实现取决于政治的公共性，取决于身份平等的文化传统。我们很难想像，一个受到文化传统支撑的身份不平等社会会是一个和谐的社会。公民身份的普遍认同就构成了一个社会的公民文化，这种以认同为基础的公民文化是一种摒弃了等级特权的的政治文化，它要求彻底摆脱人身依附关系，建立一种无论任何人都不能违反的法律制度以及对公共权力持有的高度警惕。同时，它还是一种自由的政治文化，在公民文化中，公民们视追求政治自由、言论自由、宗教信仰自由和经济自由为天经地义，它鼓励个性和自我，认为个人的意志、利益、爱好和享受，从最终价值上看高于家族、集体、民族和国家。
在当代，公民文化渐渐取代传统的血统认同和传统认同成为了当代许多民族国家的凝聚力和认同基础而成为世界认同文化的主流，认为公民文化在某种程度上是化解种族仇杀、阶级矛盾、意识形态冲突这些人类社会在上个世纪遗留下来的最终难题的惟一解决办法。在所有的公民文化解决方案中，德国政治学家哈贝马斯提出的“宪法爱国主义”观念显得十分突出。
二、公民文化观的现代特征—宪法爱国主义
一个追求和谐的社会必定不会是追求以暴力或以暴力威胁的原则来平衡利益的社会，一个以“和而不同”为特征的和谐社会必定要用以理性协商和妥协的方式来解决利益的冲突，所以和谐社会必须要寻求社会认同。传统的认同价值，如血统认同、种族认同、传统认同等由于其包含的排斥性因素而显得不宽容，这种不宽容如果发挥到极至，暴力原则的解决方案就会接踵而至，这样的事例在历史上、在当代都是层出不穷的。对此，哈贝马斯提出的“宪法爱国主义”观给我们以重要的启示，宪法可以作为公民文化的象征发挥其整合社会的巨大作用，一个追求和谐的社会在具体操作上可以以宪法追求其认同价值。
在工程项目的运作过程中，化工机械设备长期处于一个密闭的工作环境中，因此，化工设备极容易被腐蚀，从而影响到化工设备的多种性能，减少设备的使用寿命。在化工设备的设计中，如何选择合适的材料，降低设备的腐蚀程度，延长设备的使用寿命，已经成为人们关注的关键问题。
1 在化工机械设计中做好碳素钢与合金钢材料的选择
在化工设备中，要求机械零部件要具备一定程度的韧性以及强度，这样才能满足机械运行中的各种机械性能、化学性能以及物理性能的要求。要做好材料选择工作，就必须对材料的韧性以及强度做出充分的考虑。同时，还要考虑材料在加工过程中的可操作性和安全性。
在当化工机械设计材料市场中，碳素钢已经成为广泛应用的材料，它不仅成本低，同时具有较好的加工性能和操作性能。但是，碳素钢本身也存在一定的缺陷，这种材料的强度以及韧性比较低，最重要的是中等以上的材料无法顺利的进行热处理加工淬透作业，这些缺陷使影响了碳素钢在化工机械设计中的使用。为了提高碳素钢的强度以及韧性，可以在碳素钢中加入一定比例的合金元素，这时就可以形成一种新的材料，即合金钢。与碳素钢相比，合金钢的韧性以及强度得到很大的提升，除此之外，合金钢还有很多碳素钢所没有的优势，比如耐高温、耐磨损、耐腐蚀等。虽然如此，一般情况下碳素钢还是首先选择的材料，只有在零件的横截面积较大、需要对材料进行淬透及材料外载荷应力较大的情况下才可以使用合金钢。
2 在选择机械设计材料时要参考机械材料零件的制作工艺
在机械生产或者是加工作业中，不同的加工处理技术对机械设计中材料应用的要求不同。比如焊接工艺要考虑材料的抗压性以及冷镦性，铸造工艺要求机械设计的材料具备较高的流动性、收缩性以及吸气性[1]。在进行热处理工艺时，要对机械材料的淬透性、过热敏感性、氧化脱碳性进行充分的考虑，切削工艺则要求材料有便于切削的特点。所以，具体选择使用哪一种材料，要以机械材料零部件的制造工艺为选择的依据。
零件是机械最基本的组成部分，在对零件进行设计时，一方面要对零件的成本进行控制，同时，还要保证其具备正常的工作能力。零件抵抗可能失效的能力被称为工作能力，不管在任何情况下，零件一旦丧失工作能力，就意味着零件失效。所以在选择材料时，要保证零件有足够的工作能力，同时对材料费用进行考虑，尽量减少材料费用。除此之外，为了尽量减少经济支出，还要保障零件有良好的制造工艺，将设计程序简化也可以达到降低成本的目的。
3 以材料的荷载性能的大小作为机械设备选材的标准
通常情况下，材料的外载荷性能与失效零部件性能之间存在着一定的矛盾，主要表现为化工机械材料的外载荷性能很容易造成机械设计的部分元件失效，但是机械的零部件所具备的性能却能够有效的防止这种零件的失效。所以在化工机械选择材料时，要对材料的载荷性能大小进行充分的考虑。
通常在外载荷力的作用下，机械零部件容易发生扭转的现象，当零部件发生扭曲时，应力大都集中在材料的表层。这就说明，零部件的控制效果是由材料表面的性能决定的。所以在选择机械设备的材料时，首先要考虑机械材料承受载荷力的情况。如果确定材料需要承受一定的载荷力，那么此时就要根据承受荷载力的情况对材料进行适当加工。材料加工的方式主要有两种：低碳钢渗碳或者是中碳钢调质[2]。对于一些材料来说，材料本身可以承受一定的拉伸和压缩作用，同时由于是零件的横截面受到外载荷力作用，所以横截面应力比较均匀，在这种情况下，只有性能分布比较均匀的材料才能用来进行机械设备的设计。
4 在机械设计中选择耐腐蚀的材料
腐化已经成为化工机械设备常见的问题，在日常工作中，如果化工设备经常与空气和水汽接触，那么就很容易发生化学反应，使化工机械设备出现腐蚀的现象，一旦化工机械设备出现腐蚀，设备的外表色泽会发生一定的改变，其内部性能也会受到严重的影响，从而降低设备的工作效率，减少其使用寿命，进而影响到整个化工工程的进度，所以，在化工机械设计中，要注意选择耐腐蚀的材料。材料要具备一定的耐腐蚀性，这是与化工产品的生产要求相一致的，同时要保持化工设备的稳定运行以及流畅性，防止因为部分零件被腐蚀而影响整个工作效率的情况发生，注意要及时发现腐蚀的情况，做好处理措施，不要让腐蚀积累。最后，要注意外力的保护作用，防止产生新一轮的腐蚀发生。
5 在选择机械设计材料时要注意节能性以及环保性的统一
我国经济飞速发展的同时，对于资源以及能源的需求也日益增大，应用于机械设计的材料被大量开采，有些材料在今天已经成为稀缺材料，面对与此严峻的现状，在选择机械设备的设计材料时，要将可持续发展作为机械设计工作的新要求，给予环境保护更多的考虑，同时也要考虑到成本的输出，做到节能性与环保性的统一[3]。
二、专业建设的指导思想
过程装备与控制工程专业建设的基本思路是“以过程装备设计为主体，以过程原理与装备控制技术应用为其两翼(简称‘一体两翼’)”的复合型专业[3]，培养以工程师为主的应用型人才。专业发展方向：了解工艺过程，熟悉机械基础，突出过程装备及控制。研究内容包括：过程装备设计与制造、高效节能装备的开发、成套装置的开发与设计、成套工程、设备结构及强度理论、过程安全理论技术与装备、流程参数控制理论与技术、粉体理论与技术等。主要服务对象定位能在化工、石油化工、能源、轻工、制药、制冷、动力、环保、生化、食品、机械和劳动安全等行业从事过程装备与控制的设计、研究、运营、技术开发与及管理工作。三、专业建设的主要措施
（一）专业培养目标的定位
参照过程装备与控制工程专业教学指导委员会制订的总体框架，专业的培养目标重新定位为：培养具备化学工程、机械工程、控制工程和管理工程等方面的知识；能在化工、石油、能源、轻工、环保、医药、食品、机械及劳动安全部门从事工程设计、技术开发、生产技术、经营管理以及工程科学研究等方面工作的高级工程技术人才。本专业学生主要学习化学工程、机械工程及控制工程等方面的基础理论，掌握过程装备设计的基本概念、基本理论及基本方法，具备工程师的基本素质，能够运用基本理论研制、开发、制造及生产组织管理等[4]。教学计划体现了“一体两翼”的专业总体构架，实现了化学工程、机械工程和控制工程多学科交叉。
（二）建设高素质专业师资队伍
建立一支高素质、结构合理的师资队伍，是专业建设的关键。目前，该专业已形成一支学历层次高(博士占25%，硕士占75%)、年龄结构和职称结构比较合理(45岁以下占65%、高级职称占75%)、专业素质水平较高的教师队伍[1]。为弥补原“化机”专业教师过程控制方面理论知识的欠缺，我们引进二位博士来做过程控制带头人。
（三）更新教学方法及手段
在教学方法上，采用互动式、启发式教学，讲课突出重点[1]。对容易理解掌握的内容要求学生以自学为主，教师只起督促、答疑质疑和考核作用，让学生自学和教师讲授、指导、解难答疑相结合。促进了学生学习的积极性，使学生获取知识的能力大大增强。在教学手段上，利用先进教学技术，采用多媒体（CAI）和教学模具教学。如过程装备制造、过程设备设计、过程机械和化工原理等课程，使用三维课件加图片资料讲解，增加动态演示效果，看到了只能下厂实习才能看到的设备结构、工作过程，形象生动真实。加深了学生对制造过程、设备结构和工作原理的理解，提高了教学效果。解决了黑板甚至挂图也难以表达的问题。激发了学生学习的兴趣。
（四）调整和优化课程体系
根据辽宁工业大学的实际情况，以培养目标为指导、以知识结构为框架、以培养规格为尺度，进行理论教学与实践教学内容的合理配置。在教育思想上由传授知识转变为能力培养；在课程内容上按照“加强基础、砍掉重复”的原则进行重组，并充分注意各课程的分工、衔接、协调与补充[2]。在教学计划和课程体系方面，以过程装备为主体，以化工过程和过程控制为两翼，具体地说：过程的主体是化工装置，包括化工单元设备及设备成套技术，且必须以工艺技术（化工过程）和过程控制为补充，从而使之成为培养工程型人才的摇篮。贯彻厚基础、宽专业、强能力、高素质的基本原则[2]。结合辽宁工业大学的实际情况，过程装备与控制工程专业课程体系如下：
1.精炼化工方面课程、加重机械方面课程、强化控制方面课程。由于过程装备与控制专业是复合专业，即化机电的集成，它不可能将三个专业方向的课程全部照搬，故根据我校情况，在教学计划中只设置了工业化学及化工原理两门化工方向的课程，将普通化学砍掉；又因为过程装备与控制工程专业是以机械为主体，故在课程设置上格外突出机械方向的课程。如：按传统设置了机械制图、工程力学、机械原理、机械设计、互换性与技术测量、工程材料、过程设备设计和过程机械等；在此基础上添加了过程工业必需的基础课程，我们设置了粉体力学、工程热力学、工程流体力学等课程。此外，为加强过程装备的自动控制，实现机电一体化，我们认为最核心部分是控制原理和控制方法的应用。为此，设置了电子技术基础、机械控制工程基础、PLC技术基础和过程装备控制技术应用等课程，从根本上实现了化机电的复合。
2.加强专业实验，强调工程实践，注重动手能力培养。实验教学是本科教学的重要组成部分,它与理论教学同样重要，对提高学生的综合素质,培养创新精神与实践能力具有重要作用。“过控”专业实验室主要承担“过控”的专业实验，过去大多是化工机械方向的实验，与“过控”专业要求很不相适应。为此对专业实验进行了全面整合，按照过程装备与控制工程专业人才培养目标的要求，坚持“厚基础，重实践”的人才培养思想，补充了过程装备控制项目的实验。实验类型由单一的验证性实验，增加了综合性实验和设计性实验。例如：新增了过程装备与控制多功能综合实验，多容液位控制系统综合实验等。搭建实践教学，科研平台。实验数据采集、测量、控制与数据处理系统大部分实现计算机控制，提高了学生的实践和创新能力。同时，将实验仿真和实际实验结合起来，提高学生学习兴趣、增加学生参与性、扩大学生知识面。目前可为本科生开设20余个实验，供学生自由选择。为学生实践能力、科研能力和综合素质能力的培养提供了实验教学基地，并对教师的科研工作提供了一定的实验支持，同时还可为社会承担科研与开发任务。
3.充实和丰富实习环节内容，实现实习模式的多样性。实习是工科学生完成工程师基本训练极其重要的实践性环节，也是目前高校整个教学过程中的薄弱环节[6]。其内容与实施方式安排的好坏直接影响学生素质与知识面。经多年教学经验，我们感到培养一支具有丰富实践经验的实习指导教师队伍是确保实习质量的关键。因此应该加强专业教师到校外实训的建设，聘任在生产一线工作的具有高级专业技术职称的专业人员来参与实习指导，从而提高实习指导教师的整体实践水平[6]。其次，还要强化实习基地的建设。实习基地包括校内实习基地和校外实习基地。校外实习使学生开阔眼界、增长见识，学到校内无法学到的先进生产技术与科学管理经验。建立校外实习基地必须是互惠互利，这就要求我们必须与企业建立良好的合作关系，为企业无偿或有偿地提供一些技术咨询和科研服务，从而使企业愿意与我们合作，为学生实习奠定基础[6]。即使这样，也不可能一遇到问题就到企业去实践，对于一些简单的或特别复杂的问题，可将过去去校外实习的单一模式改为在校内实习模式。通过仿真软件的训练，提高学生工程意识和动手能力，既经济、方便，又能达到实习目的。校内实习基于计算机、网络、多媒体课件和仿真软件，由人工建造的模拟工厂操作与控制或工业过程设备为工具，用实时运行的动态数字模型代替真实工厂的仿真实习，缓解由于实习经费紧张，造成实践教学质量滑坡的压力，并可以学到校外实习难以学到的知识；在仿真实习中，学生的主动性得到充分发挥，对化工过程，设备性能及控制参数有了更深理解。这种校内校外相结合的实习模式既缓解了实习压力，又丰富了实习内容，受到了学生的欢迎。
4.改革毕业设计（论文）的模式，从单体化工设备为主转向成套装置设计。毕业设计（论文）是学生在校期间的最后一个实践性教学环节，是培养学生综合运用所学知识解决工程技术问题，是完成工程师素质基本训练的一个关键性教学实践活动。根据企业的要求，修订了毕业设计（论文）大纲和毕业设计（论文）指导书，指导教师依据培养目标从工程实际或纵（横）向科研课题选好题目（不设虚拟题目）后，采用双向选择方式。毕业设计（论文）内容以工程设计为主线，计算机为结合点，把机械、化工及控制技术三个学科的知识交叉、渗透、集成，考察和训练学生的综合能力，有利于培养学生对过程装备系统性和大工程概念的理解，改变了原来传统的单体化工设备设计模式[2]。学生在确定自己毕业设计（论文）题目后，采用计算机软件（AUTOCAD、CAXA和Word）绘制工程图样并输入和输出毕业设计(论文)说明书，从中得到了真刀实枪的训练。掌握科学研究的方法和提高处理工程实际问题的能力，使学生从过去单一的独立设计模式转变为部分独立项目与部分协作项目设计模式，培养了学生协同工作能力。扩大了学生的知识面，提高了学生毕业后的就业机会。
0 引言
行星齿轮减速器因具有体积小、重量轻、承载能力高、结构紧凑、传动效率高等优点而广泛应用于冶金机械、工程机械、轻工机械、起重运输机械、石油化工机械等各个方面。UG软件是集CAD/CAE/CAM为一体的三维化的软件，它是当今最先进的计算机辅助设计、分析、制造软件，广泛应用于航空、航天、汽车、造船、通用机械和电子等工业领域。UG的CAD/CAE/CAM功能模块有复杂的特征建模、装配、运动仿真和有限元分析等功能。实现UG有限元分析功能，必须要遵从UG有限元分析的一般过程，构建有限元模型，其中包括自动网格划分、添加约束与载荷，利用图形的方式得到模型应力、应变的分布情况。机械优化设计，就是在给定的载荷和约束条件下，选择设计变量，建立目标函数并使其获得最优值的一种新的设计方法。
1 齿轮轴几何参数的初选
通过常规设计方法设计计算出齿轮轴的几何参数，齿轮轴的齿形为渐开线直齿。分配减速器传动比，计算齿轮模数，并根据传动比条件、同心条件、装配条件和邻接条件确定齿轮的齿数。齿轮轴的齿轮基本参数如表1所示。
2 齿轮轴的三维建模
利用UG/Modeling模块建立齿轮轴模型，如图1所示（去掉网格后的实体模型）。
2.1 网格划分
网格划分越密集，计算结果越精确，但是这会使计算时间加长。单元网格的划分采用UG自带的3D四面体自动网格划分，单元尺寸为3mm。网格划分情况如图1所示。
图1 齿轮轴的网格划分
2.2 定义材料特性
齿轮轴材料选择20Cr，其材料属性如下：质量密度 7.850e3kg/m^3，杨氏模量205000N/mm^2（MPa），泊松比0.29，屈服强度等于540N/mm^2（MPa）。
2.3 施加约束和载荷
齿轮轴两端由两个滚子轴承支撑，限制了空间5个自由度，只允许转动。本论文只考虑齿轮轴齿轮处的应力进而对其进行优化，所以为齿轮轴加载荷及约束，安装轴承处加圆柱形约束，在轴端即与联轴器相连处施加大小为175.083N·m的扭矩。约束和载荷施加情况如图2所示。
图2 齿轮轴的载荷施加
2.4 求解和结果查看
UG软件的结构分析模块提供了强大的后处理功能，可以自动生成计算分析报告。齿轮轴的Von Mises应力图如图3所示。单元节点最大应力为325.8MPa，基本接近材料屈服强度的60%。总体来说，输出轴在强度方面不仅满足了设计要求，而且还有很大的裕量，材料的承载能力并没有得到充分的利用，这为齿轮轴的优化提供了很大的空间。
图3 Von Mises应力图
3 齿轮轴的优化
设计目标：
最小化 模型 重量
设计约束：
模型 Von Mises 应力，上限=320000.000000
设计变量：
a：：p53，初值=38.000000，下限=32.000000，上限=38.000000
最大迭代次数：20
优化结果如图4，图5所示。
由图6迭代分析结果可以看出，在进行第三次迭代的过程中，应力值超出上限，所以，以第二次的迭代结果为准，此时的齿宽为35mm，应力值为295MPa，比较理想。所以常规设计方法得到的齿宽b=38应变为优化设计方法得到的齿宽b=35，此时的应力值为295Mpa，亦满足强度要求。
4 结束语
本论文利用UG的高级建模功能，在对行星齿轮减速器齿轮轴进行参数化建模的基础上，建立了有限元模型并进行了有限元分析，得到了齿轮轴的Von Mises应力图，替代了常规校核的设计方法，大大提高了设计效率。同时对齿轮轴的齿宽进行了优化设计，使得设计方案比原常规设计方案在齿轮轴重量上下降了2.02%。为多个设计变量（如模数、齿数）的单或多目标函数优化奠定了基础。
参考文献：
[1]孙恒，陈作模.机械原理.7版[M].北京：高等教育出版社，2002.
[2]濮良贵，纪名刚.机械设计.8版[M].北京：高等教育出版社，2001.
关键词： 过程装备；控制工程；实践教学；体系；模式
Key words： process equipment；control engineering；practice teaching；system；mode
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）04-0245-02
0 引言
过程装备与控制工程专业本科教学包括理论教学、实验教学和实践教学三部分，随著社会经济的迅猛发展，产能过剩带来的能源转型迫在眉睫，社会对人才的需求也趋于多元化，更加注重实用性。本着为社会输送有用人才的思考，高校培养出来的毕业生应该适应社会发展需要。本文针对过程装备与控制工程专业的实践教学进行了重新的审视和考量，寻求一种新的培养模式，在这种模式下全面开展过程装备与控制工程专业的实践教学进程。
1 实践教学课程介绍
通过调研相关地方高校教学培养计划，整理调研结果，过程装备与控制工程专业的实践教学课程大致包括以下七门，如表1。
通过表1可以看出过程装备与控制工程专业实践教学已经出具形态，从学分设置和开课学期分配来看，实践教学重心放在后两年，基本上每个学年都能保证学生有实践课的学习和锻炼的机会。
此外，一些高校在课外安排了特定实验场所，组织一些创新活动，例如：做论文、科技活动、设计及其各种科技小制作等。通过这些活动取得的成果，经专家审核，学校认定后，可以获得相应的学分。
但是，对于本科学生四年的学习任务来说，上述实践课程在总体课程中的占比还很少并且比较单一，学生在学校期间经受的锻炼尚且不能够满足社会的用人需求。所以开发新的实践课程，从新定位专业特色，拓宽思路进行实践教学改革尤为重要。
2 毕业生社会需求分析
过程装备与控制工程专业是由化工机械专业演变而来的，顺应着时代和社会的需求从上世纪50年代延续至今。培养的毕业生应具备化工、机械、自动控制等方面的基本知识和技能，适应现代社会建设的需要，在石油、化工、热能、轻工、医药、环保等部门从事过程装备的工程设计、制造安装、生产管理、质量监督、技术开发、科学研究等方面的工作。
本专业的人才培养思路从研究型转变成应用型，换句话说就是培养人才方式贴近实际生产需要，即所谓的“工程教育”。工程教育就要考虑理论与实践相结合，用科学理论指导生产实践。特别是近些年，社会各行各业对高校毕业生用人需求更注重实际应用技能，毕业生无需进行“二次培养”或者进行简单的入职教育就能在岗位上发挥作用。随着社会经济大环境的改变，越来越多的企业以及用人单位以高薪聘请经验丰富的应用型人才。针对社会用工需求来设置学生培养计划，积极改革，有的放矢，才能保证培养出来的学生有用武之地。
3 实践教学体系改革
实践教学体制注重不同学科之间的关系，体现在专业性和广度的结合。在生产实际方面，要提升学生的工程项目设计、实施与管理的能力，还要重点培养学生的综合素质和技能。在当前的高等教育教学改革的大背景下，开展相关课题的研究工作，目的是通过这些课题的研究与实践，优化现代过程装备与控制工程专业的教学体制。优化的重点即为过程装备与控制工程专业实践课程体系课程内容与教学方法，按照学分制要求，进行开放式的教学活动。减少传统的、陈旧的教学内容，更新科学技术和工程应用方面的课程，同时也可以考虑增设人文社科、管理技术类课程。
适当在低年级时增加实践教学的课程量，增加制图测绘学分，两个学期分别开课；工程训练实践课程需要增加课时，学校应在人力和财力上给予大力扶持，可以借鉴职业学校的培养模式，以理论为辅，以实际操作未主，真正让学生在有限的课时上得到实际技能的锻炼。在培养中本着以学生为主体的原则，可以将整个教学过程碎片化，阶段性验收成果。生产实习和毕业实习拓宽渠道，形成培养新思路，组织形式要多样化，可以教师带队到工厂学习，也可以学生自主联系实习场所，但是学校应做好监控，保证学生有效实习和实习安全；校方还应该定期安排督导现场检查，一方面看检查实习效果，另一方面了解学生实习中遇到的问题和困难，在一定程度上给予解决和帮助。
通过设置多种课外创新、创造实践课程，通过认定成果给予学分奖励，使学生有更多的自由成长空间，更能适应学分制的要求。按照高等院校教学的基本要求，对陈旧的课程体系进行改革，构建新的课程体系，使学生具有更强的工程实践能力和组织、管理素质，具有参与行业竞争的能力。
4 实践教学培养模式建立
4.1 完善实践教学体系建设
普通高校过程装备与控制工程专业的课程设置由普通教育课程、专业基础课程、专业方向课程和实践课程四大类课程组成。
主要实践性教学环节由以下七部分组成（如图1）：①制图测绘，运用所学知识完成制图基本技能综合训练；②工程训练，受到基本冷加工、热加工和焊接及数控加工等训练，掌握金属加工及焊接特性；③课程设计，包括机械设计基础课程设计、化工原理课程设计和过程设备课程设计，使学生掌握典型化工单元操作的设计和计算等；④生产实习，让学生认知设备；⑤毕业实习，让学生在感官和认识上了解相关设备的工作情况；⑥毕业设计，让学生掌握过程设备的设计方法，透彻领悟本专业的理论知识；⑦综合实践，学生根据理论知识的指导，进行一次有针对性的实践训练。
整合原有的实践教学环节，推陈出新，从学生能力培养方面出发，建设环节紧扣，层次分明的教学体系。增加课外的学分设置，以学生自主创新为指引，在课外设置创新实验室，建设网上实践创新平台，丰富创新设计资源，便于各类型学生进行实践训练。
4.2 建立新的实践教学基地
对于过程装备与控制工程专业的实践教学，高校应加强在实践教学基地方面的建设，一方面要自主建立创新研究中心、实验室等，多组织科研活动，鼓励学生走进科研，调动学生科研积极性。另一方面要c当地企业或者相关行业联系合作，以产学研合作为培养模式，特别是与急需科技人才支撑的企业签订定向人才培养模式。基地建立应当适应专业培养要求，密切联系生产实际，要有针对性，充分发挥基地资源的作用。与校外企业签订长期的合作关系，定期组织学生到企业培训、学习，带着问题回到学校。学校与企业合作联合培养学生的实践技能，学生在修完必需的理论课程后可以直接参与合作企业的课题研究，以个人或者团队形式步入实践锻炼，对于提高学生综合能力非常有帮助。
4.3 建立“理论与实践相结合”的培养理念
在过程装备控制工程的实践教学中，课堂教学不离实践，实践教学不离课程，二者须相辅相成。在课堂教学中充分利用企业现场照片和设备运转操作视频资源，结合理论知识加以论述，在生产实践现场针对固有设备以及生产环节进行跟踪讲解。这样，理论与实践相结合，抓住时域和地域特点，即发生即学习，有效推进实践教学的顺利进行。
5 结语
过程装备与控制工程专业是一门综合性的交叉学科，开设的课程广泛，涉及的行业居多。根据过控专业大方向的特点，针对社会用工的需求开展实践教学的相关研究，开拓新的思路。通过实践教学课程体系的改革与培养模式的建立，开展过控专业的实践教学进程。符合现代装备工业对过控专业人才的需求，提高学生求学热情和教师的工作热情。建立以技能训练、科学研究思维与方法训练为主导，课内外实践相融合，多个环节相互补充的实践教学体系，使实践教学更能适应学分制的改革与要求，实现过程装备与控制工程专业的可持续发展。
参考文献：
[1]叶涛，卢红，吴敬兵.学分制条件过程装备与控制工程专业实践教学改革的研究与实践[J].教改创新.
[2]戴静君，刘录，孟波，等.过程装备与控制工程专业实践教学改革[J].广州化工，2009，39（2）：136-138.
